استفاده از نانوذارت پراكسيد كلسيم در حذف نفتالين از آب زيرزميني: بررسي تأثير دما و pH بر بازدهي حذف

Application of calcium peroxide (CaO2) nanoparticles in naphthalene remediation from Groundwater: study the effect of temperature and pH on remediation efficiency

يكي از روش‌هاي نوين پاكسازي آب‌هاي زيرزميني آلوده به تركيبات نفتي، استفاده از تركيبات آزادكننده اكسيژن است. اين تركيبات مي­توانند با آزاد كردن راديكالهاي آزاد، آلاينده را به صورت شيميايي تخريب كنند و يا با اكسيژن رساني به بستر آب زيرزميني، ضمن تحريك ميكروارگانيسم هاي بومي، منجر به حذف زيستي آلاينده شوند. در پژوهش حاضر، نانوذرات پراكسيد كلسيم (CaO2) جهت تأمين اكسيژن مورد نياز براي رشد و فعاليت ميكروارگانيسم‌هاي ساكن آب زيرزميني در آزمايش‌هاي ناپيوسته به­كاربرده­شد و تأثير عوامل مختلف همچون ميزان نانوذرات در آب، دما و pH بر عملكرد نانوذرات در حذف آلاينده مدل (نفتالين) در غلظت اوليه ppm 20 مطالعه شد. نتايج نشان داد كه در حضور mg/L 400 از نانوذرات CaO2 و در دماي oC 0.5± 30و pH اوليه خنثي، جمعيت ميكروبي آب زيرزميني به بالاترين حد خود رسيد و با حفظ شرايط خنثي و يا جلوگيري از افزايش يا كاهش شديد pH، 100‌% نفتالين محلول به طور كامل پس از 20 روز حذف شد. همچنين، نفتالين در pHهاي 3، 4/7 و 12 و دماي oC 0.5± 15به ترتيب در روزهاي 2، 20 و 30 به طور كامل از نمونه‌ها حذف شد كه نشان­دهنده غالب و سريع بودن واكنش اكسيداسيون شيميايي در شرايط اسيدي است. در دماهاي0.5± 15 و oC 0.5±30 نيز آلاينده در روزهاي 20 و 15 از آب زيرزميني به طور كامل حذف شد. در عين حال با كاهش دما به oC 4 به جهت افت فعاليت ميكروبي و سرعت واكنشهاي شيميايي، تنها 75‌% از آلاينده طي 30 روز بررسي، حذف شد.

Application of oxygen releasing compounds (ORCs) is considered as a novel method in petroleum hydrocarbon remediation from groundwater. ORCs destroy chemically the contaminant releasing free radicals, or they biologically remove the pollution by biostimulation of the groundwater native microorganisms aerobically. In the present study, calcium peroxide (CaO2) nanoparticles were applied to supply the required oxygen for growth and activity of the native microorganisms to consume naphthalene (20 ppm) as a carbon source. Additionally, the effect of CaO2 content, temperature and pH on the performance of nanoparticles were investigated in the naphthalene removal. The results indicated that the microbial population was sharply increased in the presence of 400 mg/L of nanoparticles and at 30oC and the contaminant was completely removed after 20 days at neutral pH. Furthermore, naphthalene was 100% remediated from groundwater at pH 3, 7.4 and 12 after 2, 20 and 30 days, respectively. This proved the acceleration of chemical oxidation under the acidic condition. At 15 and 30 ± 0.5 oC the contaminant was removed from the media within 15 and 20 days respectively. Meanwhile, only 75% of contaminant was remediated from groundwater within 30 days at 4 ±0.5oC which was due to the reduction in the biological activity and the chemical reaction rate.